从自然感觉系统中汲取灵感,麻省理工学院领导的一个团队设计了一种新型传感器,可以检测到自然发生的细胞受体可以识别的相同分子。
在结合了几种新技术的工作中,研究人员创造了一种原型传感器,可以检测到一种名为CXCL12的免疫分子,检测精度低至10亿分之几十或数百。研究人员说,这是开发一种系统的重要的第一步,该系统可以用于对难以诊断的癌症或转移性肿瘤进行常规筛查,或者作为一个高度仿生的电子“鼻子”。
“我们希望开发一种简单的设备,可以让你在家里进行高特异性和高灵敏度的测试。麻省理工学院媒体实验室首席研究科学家张曙光说:“越早发现癌症,治疗就越好,所以癌症的早期诊断是我们想要进入的一个重要领域。”
这个装置的灵感来自于包围着所有细胞的细胞膜。在这些膜中有成千上万的受体蛋白,它们可以检测环境中的分子。麻省理工学院的研究小组对其中一些蛋白质进行了修改,使它们能够在膜外存活,并将它们固定在石墨烯晶体管阵列上的一层结晶蛋白质中。当在样品中检测到目标分子时,这些晶体管将信息传递给计算机或智能手机。
研究人员说,这种类型的传感器可能适用于分析任何体液,如血液、眼泪或唾液,并且可以同时筛选许多不同的目标,这取决于所使用的受体蛋白质的类型。
“我们从生物系统中识别出关键的受体,并将它们固定在生物电子界面上,使我们能够收集所有这些生物信号,然后将它们转换成可以通过机器学习算法分析和解释的电子输出,”前麻省理工学院研究科学家、现任上海交通大学副教授芮青说。
Qing博士和Mantian Xue博士是该研究的主要作者,该研究发表在《科学进展》杂志上。与Zhang一起,Tomás Palacios, MIT微系统实验室主任,电子工程和计算机科学教授,以及Uwe Sleytr,维也纳自然资源和生命科学大学合成生物建筑研究所的名誉教授,是这篇论文的资深作者。
不含膜
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